Nebulaarse hüpoteesi kohaselt arvatakse, et Päikesesüsteem on tekkinud akretsiooniprotsessi kaudu. Põhimõtteliselt algas see siis, kui massiline tolmu- ja gaasipilv (teise nimega Päikese udukogu) koges selle keskmes gravitatsioonilise kokkuvarisemise, sünnitades Päikese. Seejärel moodustas järelejäänud tolm ja gaas Päikese ümber protoplanetaarseks kettaks, mis järk-järgult ühines planeetide moodustamiseks.
Paljuski sellest, kuidas planeedid oma kompositsioonides eristuvaks muutusid, on jäänud mõistatuseks. Õnneks on Bristoli ülikooli teadlaste meeskonna uus uuring lähenenud teemale värske vaatenurgaga. Maaproovide ja meteoriitide kombinatsiooni uurides on nad heitsid uut valgust sellele, kuidas moodustasid ja arenesid sellised planeedid nagu Maa ja Mars.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas uurimus pealkirjaga „Magneesiumi isotoopide tõendusmaterjal, et akroseeruvad aurud kaotavad planeetide koostised“ Loodus. Bristoli ülikooli maateaduste kooli vanemteadur Remco C. Hini juhtimisel võrdles meeskond Maalt, Marsilt ja asteroidist Vesta pärinevaid kivimiproove, et võrrelda neis leiduvaid magneesiumi isotoopide taset.
Nende uuringus püüti vastata sellele, mis on olnud teadusringkondades endiselt püsiv küsimus - s.t kas planeedid moodustasid sellised, nagu nad praegu on, või omandasid nad aja jooksul oma eripärase kompositsiooni? Nagu dr Remco Hin Bristoli ülikooli pressiteates selgitas:
„Oleme esitanud tõendeid selle kohta, et selline sündmuste jada toimus Maa ja Marsi moodustamisel, kasutades nende magneesiumisotoopide koostise ülitäpseid mõõtmisi. Magneesiumi isotoopide suhted muutuvad silikaadi aurude kaotuse tagajärjel, mis sisaldab eelistatult heledamaid isotoope. Nii hindasime meie ehituse käigus kadunuks enam kui 40 protsenti Maa massist. See kauboi ehitustöö, nagu üks mu kaasautoreid seda kirjeldas, vastutas ka Maa ainulaadse kompositsiooni loomise eest.”
Selle lagundamiseks koosneb akretsioon materjali tükikestest, mis põrkuvad naaberklambritega suuremate objektide moodustamiseks. See protsess on väga kaootiline ning nende kiirete kokkupõrgete tõttu tekkiva ekstreemse kuumuse tõttu kaob sageli materjal ja koguneb materjal. Arvatakse, et see kuumus on tekitanud nende planeetidele magma ookeanid, rääkimata aurustatud kivimi ajutistest keskkondadest.
Kuni planeedid said umbes sama suureks kui Marsil, oli nende gravitatsiooniline külgetõmbejõud nendes atmosfäärides hoidmiseks liiga nõrk. Ja kui toimus rohkem kokkupõrkeid, oleks nende atmosfääri ja planeetide endi koosseis oluliselt muutunud. See, kuidas maapealsed planeedid - Merkuur, Veenus, Maa ja Mars - aja jooksul oma praegused lenduvad vaesed kompositsioonid saavutasid, on teadlased lootnud käsitleda.
Näiteks arvavad mõned, et planeetide praegused koostised tulenevad konkreetsetest gaasi ja tolmu kombinatsioonidest planeedi moodustamise kõige varasematel perioodidel - kus maapealsed planeedid on rikas silikaat- / metallirikkad, kuid lenduvad vaesed, mille tõttu elemente oli kõige rohkem, mis olid lähimad päike. Teised on väitnud, et nende praegune koosseis on nende vägivaldse kasvu ja teiste kehadega kokkupõrke tagajärg.
Selle valgustamiseks analüüsisid dr Hin ja tema kaaslased uue analüütilise lähenemisviisi abil Maa proove koos Marsi ja asteroidi Vesta meteoriitidega. Selle meetodiga on võimalik saada magneesiumi isotoopide ratsiooni täpsemaid mõõtmisi kui mis tahes varasema meetodi korral. See meetod näitas ka, et kõigil diferentseerunud kehadel - näiteks Maal, Marsil ja Vesta - on isotoopselt raskemad magneesiumikoostised kui chondritic meteoriitidel.
Selle põhjal suutsid nad teha kolm järeldust. Esiteks leidsid nad, et Maal, Marsil ja Vestal on erinevad magneesiumi isotoopide ratsioonid, mida ei saa seletada kondenseerumisega Päikese udust. Teiseks märkisid nad, et raskete magneesiumisotoopide uuringust selgus, et kõigil juhtudel kaotasid planeedid korduvate aurustumisperioodide järel moodustumisperioodil umbes 40% massist.
Lõpuks tegid nad kindlaks, et akretsiooniprotsess põhjustab muid keemilisi muutusi, mis loovad Maa ainulaadsed keemilised omadused. Lühidalt, nende uuring näitas, et Maal, Marsil ja Vestal on pärast moodustumist kõik olulised materjali kadu, mis tähendab, et nende omapärased kompositsioonid olid tõenäoliselt aja jooksul toimunud kokkupõrgete tagajärg. Nagu dr Hin lisas:
„Meie töö muudab meie seisukohti, kuidas planeedid saavutavad oma füüsikalised ja keemilised omadused. Kuigi varem oli teada, et planeetide ehitamine on vägivaldne protsess ja et selliste planeetide nagu Maa koostised on erinevad, polnud selge, kas need omadused on omavahel seotud. Näitame nüüd, et aurude kaotus planeedi akrimineerituse kõrge energiaga kokkupõrgete ajal avaldab planeedi koostisele sügavat mõju. "
Nende uuring näitas ka, et see vägivaldne moodustumisprotsess võib olla planeetidele üldiselt omane. Need leiud pole olulised mitte ainult Päikesesüsteemi, vaid ka Päikeseväliste planeetide kujunemise osas. Kui on aeg uurida kaugeid tähesüsteeme, räägivad nende planeetide eristatavad kompositsioonid meile palju tingimustest, millest nad kujunesid, ja kuidas nad tekkisid.
